1、原狀土具有一定的結(jié)構(gòu)性，主要以非飽和狀態(tài)存在于自然界中。與飽和土不同，非飽和土是由土粒(固相)、孔隙水(液相)、孔隙氣(氣相)和液-氣交界面四相體系構(gòu)成的。這四相體系的變化是影響土結(jié)構(gòu)性的內(nèi)因，外因(如外力或吸濕)則是通過影響內(nèi)因起作用的。因此，原狀土的力學(xué)性能要比室內(nèi)重塑土的復(fù)雜得多。若采用室內(nèi)重塑土的試驗(yàn)結(jié)果去解決實(shí)際工程問題，則可能會(huì)造成安全隱患或不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。因此，在建立非飽和土本構(gòu)模型中考慮土結(jié)構(gòu)性的影響具有重要的理論意義

2、和應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文針對(duì)非飽和原狀土開展了室內(nèi)試驗(yàn)研究和理論研究工作，并取得了以下研究成果：
　　 (1)利用FredlundSWCC壓力儀對(duì)北京市平谷新城區(qū)不同深度處的原狀粉質(zhì)粘土進(jìn)行了室內(nèi)的土水特征曲線(Soil-WaterCharacteristicCurve，SWCC)試驗(yàn)研究，并考察了土體初始孔隙比對(duì)土水特征曲線的影響。最后采用Brooks&Corey給出的土水特征曲線方程對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了擬合和分析。分析結(jié)

3、果表明：孔隙比對(duì)這種原狀粉質(zhì)粘土土水特征曲線的進(jìn)氣值sα和孔隙分布指數(shù)δ的影響比較大，而對(duì)殘余含水量θr的影響相對(duì)較??；
　　 (2)分別給出了Assouline土水特征曲線方程中參數(shù)ζ和υ與土體孔隙率n之間的關(guān)系式，并利用已有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)所提出的關(guān)系式進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明：該關(guān)系式能夠較好的反映參數(shù)隨孔隙率增加或減少的變化規(guī)律；將所給出的關(guān)系式與Assouline(1998)所給出的土水特征曲線方程相結(jié)合，給出了七種不同土(包括

4、原狀粉質(zhì)粘土)的預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比，結(jié)果表明：本文所給出的方法對(duì)這七種土都能給出比較好的預(yù)測(cè)結(jié)果；
　　 (3)在Desai提出的擾動(dòng)變量的基礎(chǔ)上提出了適用于描述非飽和土結(jié)構(gòu)性劣化的耦合擾動(dòng)狀態(tài)變量的概念，該擾動(dòng)變量可表示為吸濕擾動(dòng)變量和外力擾動(dòng)變量的函數(shù)。給出了耦合擾動(dòng)變量的演化方程，方程中定義了新的結(jié)構(gòu)性參數(shù)衰減指數(shù)α和峰值強(qiáng)度因子β。在復(fù)合材料均勻理論以及Alonso(1990)提出的BBM模型的基礎(chǔ)上建立了適用于非

5、飽和原狀黃土的結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型。通過將新模型、BBM模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比以及對(duì)結(jié)構(gòu)性參數(shù)進(jìn)行分析說明，新模型能夠更好的描述原狀土體的力學(xué)特性，所提出的耦合擾動(dòng)狀態(tài)變量的概念及其演化方程也是合理和可靠的；
　　 (4)應(yīng)用上述研究成果，并采用復(fù)合體均勻化理論的思想，建立了考慮水的滯后性與土骨架變形耦合的非飽和原狀土本構(gòu)模型。模型中采用了非飽和土骨架有效應(yīng)力σ和基質(zhì)吸力s作為應(yīng)力狀態(tài)變量。其中，相對(duì)完整狀態(tài)土和完全調(diào)整狀態(tài)